ROMBOLD, Peter (Rossbergweg 23, Remseck, 71686, DE)
ECKER, Andreas (Bruckenwiesen 14, Nürtingen, 72622, DE)
ROMBOLD, Peter (Rossbergweg 23, Remseck, 71686, DE)
Patentansprüche
1. Verfahren zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material (2, 2a) in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, in dem das biegeschlaffe Material zugeführt und/oder abgelängt, an einem ersten Endbereich umgebogen und an dem ersten Endbereich vernäht wird, wobei an dem Endbereich
(12) eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur bzw. Anordnung (20) aus biegeschlaffem Material mit mindestens einem freien Rastarm (29, 30) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines ersten Teilprozesses (A) das biegeschlaffe Material (2, 2a) zugeführt und/oder abgelängt zugeführt und unter Verwendung eines Biege-/Faltwerkzeuges (13) mindestens einmalig an einem ersten Endbereich umgebogen wird und während eines zweiten Teilprozesses (C) an dem ersten Endbereich in einer Näheinheit (8) vernäht wird, wobei an dem Endbereich (12) eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur oder Anordnung (20) aus biegeschlaffem Material (2, 2a) mit mindestens einem freien Rastarm (29, 30) erzeugt wird, wobei eine über einen Weg (V) verfahrbare überführeinrichtung (17) verwendet wird, um den ersten Teilprozess (A) und den zweiten Teilprozess (C) mindestens teilweise zeitlich überlappend auszuführen.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen des ersten Endbereichs (12) in einem Biege-/ Faltwerkzeug (13) zur Ausbildung einer im Wesentlichen zu ihrer Längsachse symmetrischen Struktur unter mindestens teilweiser zeitlicher überlappungen mit einer überführung zu der Näheinheit (8) und/oder einer definierten Ablängung des biegeschlaffen Materials durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrfaches Biegen des ersten Endbereichs in dem Biege-/ Faltwerkzeug (13) in einer Ebene oder um zueinander parallel orientierten Achsen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Abschnitt (14) eines ersten biegeschlaffen Materials (2, 2a) vorgefaltet wird, in den mindestens ein zweiter Abschnitt (15) eines biegeschlaffen Materials (2, 2a) eingebracht wird und diese Anordnung aus zwei Abschnitten an eine Näheinrichtung (18) übergeben wird.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch der zweite Abschnitt (15) in einem Endbereich mindestens einmal gebogen wird, um dann mit dem ersten Abschnitt (14) vernäht zu werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus mindestens einem vorgefalteten ersten Abschnitt (14) und mindestens einem in den Bereich der Vorfaltung eingebrachten zweiten Abschnitt
(15) ausgerichtet und die Einzelteile in ihrer Lage fixiert wird, insbesondere durch mindestens eine Führung und/oder eine Klemmung in dem Biege-/ Faltwerkzeug (13) und/oder im Bereich eines Nähfußes einer Näheinheit (18) .
7. Vorrichtung zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material (2, 2a) in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, mit einer Zuführeinrichtung (5), einem Biege-/ Faltwerkzeug (13), einer überführeinrichtung (17) und einer Näheinheit (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Umsetzen eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch besonders ausgebildet ist, dass das Biege-/ Faltwerkzeug (13) zur Herstellung einer im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur oder Anordnung aus dem biegeschlaffen Material (2) ausgebildet ist, die mindestens einem an dem Endbereich angeordneten freien Rastarm (29, 30) aufweist, wobei in der Vorrichtung (1) zwischen dem Biege-/Faltwerkzeug (13) und der Näheinheit (18) eine verfahrbare überführeinrichtung (17) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Biege-/ Faltwerkzeug (13) mindestens einen Halter (23) und eine Führungsschiene (22) aufweist, die an dem Biege-/Faltwerkzeug (13) zu einer Ausgangslage definiert parallel und längsverschieblich ist.
9. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an einem freien Ende (24) der Führungsschiene (22) stirnseitig eine Ausnehmung (25) vorgesehen ist, die Umlenkeinrichtung für das Gurtmaterial (2) wirkt und insbesondere auch an die Stirnseite des freien Endes
(24) anschließend eine gestuft rampenartig verlaufende Ausnehmung (26) vorgesehen ist, die als Querführung und/oder Niederhalter des Gurtabschnitts in dem Biege-/ Faltwerkzeug
(13) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biege-/ Faltwerkzeug (13) modulartig austauschbar ausgebildet ist und bestimmte mechanische, elektrische, pneumatische, softwaretechnische und/oder sensorische oder messtechnische Hardware- Schnittstellen aufweist, wobei für den softwaretechnischen und/oder sensorischen oder messtechnischen Teil einer Schnittstelle vorzugsweise eine Steckercodierung vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das das Biege-/ Faltwerkzeug (13) zum Fixieren, Klemmen und Biegen eines ersten Abschnitts (14) und/oder eines zweiten Abschnitts (15) vier pneumatische Aktuatoren umfasst.
12. Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (16) einer überführeinrichtung (17) vorgesehen ist, der an einer übergabe- /übernahmeposition relativ zu einer Lücke zwischen Haltern (23) des Biege-/ Faltwerkzeugs (13) so positionierbar ist, dass der Greifer (16) an einen freien Ende (24) der Führungsschiene (22) vorbei die fixierte Anordnung aus erstem und zweitem Gurtabschnitt (14, 15) senkrecht zu einer Transportachse oder Längsachse der Vorrichtung (1) entnehmen kann.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideinheit (7) mit Zuführeinrichtungen (5) mindestens zweier Massenspeicher (3, 3a) unter steuerbarer Auswahl eines jeweiligen biegeschlaffen Materials (2, 2a) gekoppelt ist. |
Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von biegeschlaffem Material
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von biegeschlaffem Material in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff "Gurt" mehr oder weniger biegeschlaffe Materialien bezeichnet und damit Materialien in Streifenform, die im Wesentlichen nur auf Zug beansprucht und gefördert werden können, da in ihnen nahezu kein Biegemoment wirken kann. Unter dem Begriff "Streifenform" wird Material mit einer Geometrie verstanden, bei der eine Längenausdehnung deutlich größer als eine Breiten- und Höhenausdehnung ist, wie dies insbesondere auf textiles Gurtmaterial zutrifft. So sind textile Gurtmaterialien, wie bzw. Gewebebänder, wesentliche Vertreter einer Materialgruppe mit den vorstehend genannten Eigenschaften. Neben Sicherheitsund/ oder Lastengurten aus Kunststofftextilien weisen auch Gurtmaterialien aus Leder, Kautschuk oder Kunststoff, wie beispielsweise Metall- und/oder Kunststofffolien oder PVC- Materialien mit und ohne eingelagerte Verstärkungsfasern, als streifenförmige Materialien eine biegeschlaffe Charakteristik auf .
Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend als Beispiel nur auf eine Fertigung einer Gurtanordnung zur Herstellung einer Verbindung eines Airbags mit einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs eingegangen. Derartige Vorrichtungen sind als
Bestandteile insbesondere von Kopf- oder Seiten-Airbags seit langem bekannt. Hierzu ist in einer Einbaulage mindestens ein Gurt an einem Endbereich mit dem Airbag und an einem anderen Bereich mit dem Karosserieteil verbunden. Hier erfüllen sie als sogenannte Fang- oder Haltebänder u.a. die Aufgabe, dass sich ein auslösender Airbag auf eine vorgegebene Art und Weise entfalten und nicht unkontrolliert in den Fahrzeuginnenraum eindringt. Aus der DE 10 2005 050 935 Al ist sogar bekannt, einen Haltegurt neben einer Lagesicherung relativ zu einer Karosserie durch Kopplung mit einem Ventilverschluss innerhalb einer Mehrkammer-Airbag-Anordnung zur bezielten Beeinflussung des Entfaltungsvorganges durch Gasdrucksteuerung zu verwenden.
Meist werden die üblicherweise als Gewebebänder ausgebildeten Fang- oder Haltebänder an einem Endbereich mit dem Airbag vernäht. An dem gegenüberliegenden zweiten Endbereich wird beispielsweise durch Vernähen mehrerer Lagen des Bandes eine sehr belastbare Schlaufe gebildet, die zum Durchführen eines Verbindungselements dient. Durch dieses Verbindungselement wird das Band während einer Endmontage dann an dem Karosserieteil befestigt. Zur Einsparung der Näharbeiten wird beispielsweise in der DE 20 2006 015 462 Ul ein spezieller Webaufbau für das Gurtbandmaterial gelehrt, durch den eine fertigungstechnisch besonders einfache Möglichkeit zur Aussparung von separat zu fertigenden ösen geschaffen wird, die ohne Schwächung des Gurtmaterials die aufwendig gefertigten Schlaufen ersetzen sollen. Mit dieser Lösung wird jedoch ein starres Raster für Abmaße von Fang- oder Haltebändern durch einen Hersteller von Gurtmaterial vorgegeben, wohingegen in der Praxis variabel einstellbare Gurtlängen zwischen etwa 5 cm bis ca. 80 cm Länge erwünscht werden.
Andere bekannte Lösungen sehen an dem zweiten Endbereich eines Fang- oder Haltebandes zusätzliche Anschlagteile aus Blech
oder Kunststoffen vor, in denen sich die öffnung zum Durchführen des Verbindungselements befindet. Diese Anschlagteile werden meist ebenfalls mittels einer Schlaufe oder dergleichen mit dem Gewebeband in einem Nähschritt verbunden.
GB 2 367 536 A offenbart eine Laschenverbindung zur Fixierung eines Airbags an einem Kfz-Rahmenteil . Für einen Fachmann ist hier nur ein Grundprinzip eines Fertigungsverfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung zur Herstellung einer endseitigen Verdickung an einem biegeschlaffen Gurt-Materials durch Falten des Gurt-Materials und Fixieren durch Vernähen erkennbar.
In der DE 10 2006 010 533 B3 wird durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung das Ziel einer Optimierung von Arbeitsvorgängen bei erhöhter Produktionszuverlässigkeit verfolgt. In diesem Sonderfall wird die Aufgabe durch quasi-simultane Bearbeitung von Endbereichen biegeschlaffer Gurt-Materialien gelöst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Herstellung einer verbesserten Gurtanordnung unter Optimierung von Arbeitsvorgängen bei erhöhter Produktionszuverlässigkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, in dem das Material zugeführt oder auch abgelängt und zugeführt, an einem ersten Endbereich umgebogen und an dem ersten Endbereich vernäht wird, wobei an dem Endbereich eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur bzw. Anordnung aus Material mit mindestens einem freien Rastarm erzeugt wird, dadurch aus, dass wäh-
rend eines ersten Teilprozesses das biegeschlaffe Material abgelängt und unter Verwendung eines Biege-/Faltwerkzeuges mindestens einmalig an einem ersten Endbereich umgebogen wird und während eines zweiten Teilprozesses an dem ersten Endbereich in einer Näheinheit vernäht wird, wobei an dem Endbereich eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur oder Anordnung aus biegeschlaffem Material mit mindestens einem freien Rastarm erzeugt wird, wobei eine über einen Weg verfahrbare überführeinrichtung verwendet wird, um den ersten Teilprozess und den zweiten Teilprozess mindestens teilweise zeitlich überlappend auszuführen. Es wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren also eine Rastverbindung an die Stelle einer Schraubverbindung gesetzt, die durch eine öse oder Schlaufe etc. an einem freien Ende eines Fang- oder Haltebandes hindurchgreift, wobei hier eine besonders rationelle Produktion durch Aufteilung des Fertigungsablaufes mit Verbindung durch eine verfahrbare überführeinrichtung zum Ausgleich unterschiedlicher Teilarbeitszeitlängen der mindestens teilweise zeitlich überlappend ablaufenden Teilprozesse geschaffen wird.
Der an einem nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fang- oder Halteband befindliche Teil dieser Rastverbindung ist als im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur ausgebildet, die mindestens einen freien Rastarm aufweist und dabei gleichwohl nur aus biegeschlaffem Gurtmaterial besteht. Es wurde jedoch gefunden, dass auch ein biegeschlaffes Gurtmaterial eine ausreichende Eigensteifigkeit aufweist, um in Form einer im Wesentlichen Pfeil-artigen Struktur als zuverlässige Rastverbindung Verwendung zu finden. Demnach kann eine derartige Pfeil-artige ausgebildete Struktur durch eine entsprechend dimensioniere Ausnehmung z.B. an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hindurchgesteckt werden, wobei sie sich durch den mindestens einen freien Rastarm bzw. durch das Hintergreifen der Ausnehmung durch den freien Rastarm selbsttätig und
dauerhaft zuverlässig fixiert. Eine derartige Anordnung weist bei entsprechendes Dimensionierung einer zugehörigen Ausnehmung in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs neben einer zuverlässigen Rastierung auch eine ausreichend hohe Festigkeit gegen Zugkräfte auf, wie sie insbesondere bei Auslösen eines Airbags auftreten. Hierbei wird jedoch eine Gesamt-Taktzeit eines derartigen Fertigungsverfahrens nicht länger durch das Falten und Zuführen, sondern im Wesentlichen durch eine endliche Fixierungs- bzw. Nähgeschwindigkeit bestimmt. Eine erfindungsgemäße Aufteilung in zwei von einander entkoppelte Teilprozesse, die erst durch einen überführungsvorgang wieder miteinander verbunden werden, führt zu einer wesentlichen Minderung der Gesamt-Taktzeit und dadurch bei hoher Produktionszuverlässigkeit zu einer deutlichen Effizienzsteigerung.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Biegen des ersten Endbereichs in einem Werkzeug zur Ausbildung einer im Wesentlichen zu ihrer Längsachse symmetrischen Struktur unter mindestens teilweiser zeitlicher überlappungen mit einer überführung zu der Näheinheit und/oder einer definierten Ablängung des biegeschlaffen Materials durchgeführt. Damit weist eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur an dem Endbereich dieses Fang- oder Haltebandes keine bevorzugte Einführrichtung beim Einbau an einer Karosserie mehr auf, da sich Rastarme in einer im Wesentlichen symmetrischen Pfeilstruktur gegenseitig unterstützen, wie nachfolgend noch anhand von Abbildungen einer Ausführungsform der Erfindung in einem Einsatzfall exemplarisch dargestellt und beschrieben wird. Eine im Wesentlichen symmetrische Pfeilstruktur hat zum Verrasten darüber hinaus auch den Vorteil, dass im Sinne eines sog. Poka-Yoke-Ansatzes vorausschauend jede Möglichkeit von Einbaufehlern in einer Montage weitestgehend vermieden wird, da für eine erfindungsgemäße Anordnung prinzi-
piell nur gleichwertige Einbaumöglichkeiten vorhanden sind. Zudem sind die Längen der in nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsformen auch einzelner Abschnitte frei einstellbar. Durch Verwendung der verfahrbaren überführeinrichtung wird beim Abmessen jedoch Taktzeit eingespart und zudem eine Baulänge einer gesamten Vorrichtung reduziert. Die überführeinrichtung eröffnet jedoch auch die Möglichkeit der Einrichtung eines Zwischenpuffers insbesondere in Form eines Schlingen- oder Schlaufenlagers, falls sehr große Gurtmateriallängen abgemessen und verarbeitet werden sollen.
Vorzugsweise wird im Zuge des Verfahrens ein mehrfaches Biegen des ersten Endbereichs in dem Werkzeug in nur einer Ebene oder um zueinander parallel orientierte Achsen durchgeführt. Damit kann Gurtmaterial mit bekanntem rechteckigem Querschnitt sehr vorteilhaft zum Aufbau kompakter Strukturen verwendet werden. In wenigen Schritten werden so in einem vergleichsweise einfachen Werkzeug bei kurzen Prozesszeiten auch komplexere Strukturen mit sehr guten Rasteigenschaften realisiert.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren dadurch aus, dass mindestens ein erster Abschnitt eines ersten biegeschlaffen Materials vorgefaltet wird, in den vorgefalteten Abschnitt hinein mindestens ein zweiter Abschnitt eines zweiten biegeschlaffen Materials eingebracht bzw. eingeschoben wird und diese Anordnung aus zwei Abschnitten nachfolgend an eine Näheinrichtung übergeben wird. Dieses Verfahren eröffnet weitere Gestaltungsfreiheiten, da es nun neben dem Einsatz nur eines Gurtabschnittes die Verwendung von zwei oder noch mehr Gurtabschnitten zu- lässt. Weiter können das erste und das zweite biegeschlaffe Material auch gleichartig, sogar identisch, oder aber hinsichtlich ihrer Materialien und Geometrien voneinander abweichen. So kann ein in einer Einbaulage später als Zuggurt ver-
wendetes biegeschlaffes Material wesentliche weicher und damit biegefreudiger als ein Material für den ersten Abschnitt, der regelmäßig mindestens einen Rastarm bildet. Insbesondere können hier nun auch Materialien unterschiedlicher Weiten zu einer Rastanordnung zusammengeführt und durch ein Vernähen zuverlässig fixiert werden ,was nachfolgend noch anhand von Ausführungsbeispielen zusammen mit Abbildungen der Zeichnung erläutert wird. Hier werden auch Beispiele für Ausführungsformen gegeben, wie auch der zweite Abschnitt in einem Endbereich mindestens einmal gebogen wird, um dann mit dem ersten Abschnitt vernäht zu werden. Die dargestellte Formenvielfalt der Gurtanordnungen ist jedoch keineswegs abschließend.
Eine entsprechende Vorrichtung ist zum Umsetzen eines vorstehend mit Ausführungsformen beschriebenen Verfahrens dadurch besonders ausgebildet, dass das Biege-/ Faltwerkzeug zur Herstellung einer im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur bzw. Anordnung aus dem biegeschlaffen Material mit mindestens einem an dem Endbereich angeordneten freien Rastarm ausgebildet ist, wobei in der Vorrichtung zwischen dem Biege-/Faltwerkzeug und der Näheinheit eine verfahrbare überführeinrichtung angeordnet ist.
Vorzugsweise weist das Biege-/ Faltwerkzeug dazu mindestens einen Halter und eine Führungsschiene auf, wobei insbesondere nur die Führungsschiene zu einer Ausgangslage an dem Biege- /Faltwerkzeug parallel und längsverschieblich ausgebildet ist. Dabei weist ein freies Endes der Führungsschiene stirnseitig eine Ausnehmung auf, die als Umlenkeinrichtung für das Gurtmaterial zum Biegen wirkt, und auch an die Stirnseite anschließend eine gestuft rampenartig verlaufende Ausnehmung vorgesehen ist, die als Querführung und Niederhalter eines Gurtabschnitts in dem Biege-/ Faltwerkzeug wirkt.
Das Biege-/ Faltwerkzeug ist in einer Ausführungsform der Erfindung modulartig austauschbar ausgebildet, um als Spezial- werkzeug jeweils zu einer Gurtanordnung passend einsetzbar zu sein. Ein verbleibender Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist als Basiswerkzeug bestimmte mechanische, elektrische, pneumatische, softwaretechnische und/oder sensorische oder messtechnische Hardware-Schnittstellen in einer Aufnahme zum schnellen und möglichst werkzeuglosen Wechsel eines Biege- / Faltwerkzeug auf. Hierbei für den softwaretechnischen und/oder sensorischen oder messtechnischen Teil einer Schnittstelle vorzugsweise eine Steckercodierung vorgesehen, durch die ein korrekter Werkzeugeinsatz für eine jeweils vorliegende Produktionsanforderung im Sinne des Poka-Yoke-Ansatzes gewährleistet ist.
In einer Ausführungsform umfasst das Biege-/ Faltwerkzeug zum Fixieren, Klemmen und Biegen eines ersten Abschnitts von biegeschlaffem Material und/oder eines zweiten Abschnitts von biegeschlaffem Material vier pneumatische Aktuatoren.
Weiterhin ist ein Greifer einer überführeinrichtung vorgesehen, der an einer übergabe-/übernahmeposition relativ zu einer Lücke zwischen Haltern des Biege-/ Faltwerkzeugs so positionierbar ist, dass der Greifer an einen freien Ende der Führungsschiene vorbei die fixierte Anordnung aus erstem und zweitem Gurtabschnitt senkrecht zu einer Transportachse bzw. Längsachse der Vorrichtung entnehmen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schneideinheit mit Zuführeinrichtungen gleich mindestens zwei Massenspeicher unter steuerbarer Auswahl eines jeweiligen biegeschlaffen Materials gekoppelt. Damit können mehrere auch z.B. unterschiedlich breite biegeschlaffe Materialien in einer
Vorrichtung unter Minderung des apparativen Aufwandes verarbeitet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand von Abbildungen der Zeichnung zur Darstellung weiterer Merkmale und Vorteile näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematisierter Darstellung:
Figur 1: eine Vorrichtung zur Herstellung einer ersten Ausführungsform von einer pfeilförmigen Gurtanordnung;
Figuren 2a -2d: einzelne Schritte eines Biege- bzw. Faltvorganges innerhalb des Biege-/ Faltwerkzeuges;
Figur 3: drei Ansichten der Einzelheit x von Figur 2b;
Figur 4 : ein Zeitdiagramm der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit zeitlich überlappenden Teilprozessen zu deren Produktivitätssteigerung;
Figuren 5a - 5c: die pfeilförmige Gurtanordnung von Figur 1 als Endprodukt und zwei alternative Ausführungsformen in einer Draufsicht;
Figuren 6a - 6c : zwei Einsatzfällen der pfeilförmigen Gurtanordnung gemäß den Figuren 1, 2a und 5a - 5c unter einer Zugbelastung in einer Einbaulage;
Figuren 7a - 7c: weitere Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung
von Figur 5a mit mehr als zwei Gurtabschnitten;
Figuren 8a - 8c:
Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung von Figur 5a mit zwei Gurtabschnitten und
Figur 9: eine Abwandlung der pfeilförmigen Gurtanordnung von Figur 5a bzw. 8c mit nur einem Gurtabschnitt.
über die verschiedenen Abbildungen der Zeichnung hinweg werden für gleiche Elemente und Verfahrensschritte stets die gleichen Bezeichnungen und Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend nur eine Herstellung von pfeil- förmigen Gurtanordnungen zur Verwendung als Fang- oder Haltegurten für Kraftfahrzeug-Airbags dargestellt, die aufgrund der Sicherheitsanforderungen und der bei hohem Kostendruck gefertigten jährlichen Stückzahlen einen wesentlichen Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung darstellt.
Gemäß der Abbildung von Figur 1 wird in einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Herstellung einer ersten Ausführungsform einer ein endloses Gurtband 2 als biegeschlaffes Material in Streifenform aus einer Massenspeicher 3 über eine Qualitätskontrolle 4 einer Zuführeinrichtung 5 zugeführt. Das Gurtband 2 durchläuft in der Zuführeinrichtung 5 mit nicht weiter eingezeichneten Leit- und Führungseinrichtungen einen Puller 6 mit einer angetriebenen Rolle 6a und einer gesteuert absenkbaren Gegendruckrolle 6b. Aus der Zuführeinrichtung 5 heraus wird das Gurtband 2 in einer Schneideinheit 7 unter einem Heißschneider 7a durchgeführt, der eine thermisch an eine Heizpatrone 8 gekoppelte Klinge 9 umfasst. Die Klinge 9 ist dabei zu Wartungs- oder Austauschzwecken von der Heizpatrone 8 lösbar ausgeführt, so dass in einem Wartungsfall nur die Klin-
ge 9 und nicht auch die Heizpatrone 8 auszubauen ist. Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau werden in einem Schneidvorgang neben einer mechanischen Trennung auch die Faserenden des hier zuvor endlosen Gurtbandes 2 durch die Klinge 9 fest miteinander unter Formung definierter erster und zweiter Schnittkanten 10, 11 in den jeweiligen Endbereichen verschmolzen. Zum Schärfen infolge von Abnutzung kann die Klinge 9 dabei ohne Demontage der Heizpatrone 8 entnommen werden. Das verkürzt eine erforderliche Stillstandszeit der Vorrichtung 1 und verlängert zudem die Lebensdauer der Heizpatrone 8.
Mit dem öffnen des Heißschneiders 7a wird ein erster Endbereich 12 mit einer ersten Schnittkante 10 des Gurtbandes 2 in ein Biege-/ Faltwerkzeug 13 soweit eingefahren, bis eine erste definierte Länge 1 erreicht ist. Dann wird der Heißschneider 7a zu Bildung eines ersten Abschnittes 14 erneut betätigt. Der genaue Vorgang des nun anschließenden Biege- bzw. Faltvorganges wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figurenfolge der Figuren 2a bis 2d noch im Detail erläutert.
Mit dem erneuten Einschieben von Gurtband 2, 2a in den vorgefalteten ersten Abschnitt 14 von Gurtband und Bildung eines zweiten Abschnitts 15 eines biegeschlaffen Materials durch den Heißschneider 7a beginnt die Fertigstellung der hier erwünschten Gurtanordnung. Diese Anordnung aus zwei Abschnitten 14, 15 wird nun durch Klammern bzw. Klemmen in einem Greifer 16 einer überführeinrichtung 17 an eine überführeinrichtung und eine Näheinheit 18 übergeben wird. Dazu verfährt der Greifer 16 mit der geklammerten Anordnung aus der Zeichenebene heraus und dann eine Strecke V, um dann wieder senkrecht zur Zeichenebene zur Positionierung der geklammerten Anordnung unter einer Nähklammer der Näheinheit 18 zu verfahren. Diese in den Raum hinein gehende Bewegung wird in Figur 1 durch den gewundenen Pfeil angedeutet. In der durch den Pfeil v dargestellten
Wegstrecke eröffnet die überführeinrichtung 17 auch die hier nicht weiter dargestellt Möglichkeit der Einrichtung eines Zwischenpuffers z.B. in Form eines Schlingen- oder Schlaufenlagers, falls sehr große Gurtmateriallängen insbesondere für einen zweiten Gurtabschnitt 15 abgemessen und weiter verarbeitet werden sollen.
Nach dem Nähvorgang und Trennen von Ober- und Unterfaden wird eine bereits fertig und mechanisch hoch belastbare pfeilförmi- ge Gurtanordnung 20 aus der Näheinheit 18 durch einen nicht weiter dargestellten Pressluft-Absauger entnommen und auf Basis eines jeweiligen Produktionsprotokolls nach einwandfrei gefertigten und eventuell fehlerhaften Produktionsergebnissen unterschieden in Behältern G für gute Produkte und dementsprechend S für fehlerhafte Produkte abgelegt.
Unter Bezugnahme auf die Folge der Figuren 2a bis 2d noch im Detail wird nun der Biege- bzw. Faltvorgang beschrieben, wie er in dem Biegewerkzeug 13 zur Bildung einer Gurtanordnung für die pfeilförmige Gurtanordnung 20 gemäß Figur 1 in vier einzelnen Schritten abläuft. In einem ersten Schritt ist das Biegewerkzeug 13 um einen Weg s von dem Heißschneider 7a weggefahren worden, um eine entsprechende Länge eines späteren ersten Abschnittes 14 nachfolgend in einem Mittelbereich umbiegen zu können. Es wird nun Gurtband 2 in das Biegewerkzeug 13 soweit eingefahren, bis der Abstand der ersten Schnittkante 10 zu einer Mitte des Biegewerkzeuges 13 dem Abstand dieser Mitte des Biegewerkzeuges 13 zu der Bezugsebene des Heißschneiders 7a entspricht, wobei Toleranzzuschläge derart zugegeben werden, dass an dem Endprodukt 20 die erste und die zweite Schnittkante ungefähr auf gleicher Höhe liegen und sich so ein zu einer Mittelachse M im Wesentlichen symmetrischer Aufbau einer pfeilförmigen Gurtanordnung ergibt. Nach dem Fixieren des Gurtbandes 2 in dem Biegewerkzeug 13 durch eine Klemmung
bzw. Klammerung erfolgt das Schneiden und das Verfahren in eine Faltposition in einem Sicherheitsabstand zu dem Heißschneider 7a, um etwaige Beschädigungen des Gurtmaterials und/oder des Heißschneiders 7a ausschließen zu können. Zu dem gepunktet in Figur 2a angedeuteten Vorfalten wird an dem Biegewerkzeug 13 eine Führungsschiene 22 so angehoben, dass ein Bereich des Gurtabschnitts 14 um die erste Schnittkante 10 herum gegenüber einem zweiten und zwischen Haltern 23 fixierten Bereich ungefähr senkrecht aufstellt. Im übergang zu der Abbildung von Figur 2b wird die angehobene Führungsschiene 22 auf die Halter 23 hin verfahren, so dass der Abschnitt 14 die Form eines "U" oder "V" annimmt. Derartig vorgebogen und in seiner Lage fixiert wird das Biegewerkzeug 13 nun in seine Ausgangsposition vor dem Heißschneider zurückgefahren, wo nun wieder Gurtband 2 gefördert und eine neue Schnittkante 10a in die Kehle der Biegung des ersten Gurtabschnitts 14 eingefahren wird. Die Schnittkante 10a wird sozusagen auf Anschlag in dem ersten Gurtabschnitt 14 positioniert. Nun wird im übergang zu Figur 2c die angehobene Führungsschiene 22 über die Halter 23 verfahren, so dass der Abschnitt 14 die Form eines "U" annimmt, der einen Bereich um die neue Schnittkante 10a umschließt. Damit ist das Vorfalten beendet.
In der in Figur 2c dargestellten Position ist der Abschnitt 14 fertig um die Schnittkante 10a geschlossen, wobei diese Anordnung zwischen den Haltern 23 und der Führungsschiene 22 geklammert ist. Jetzt wird das Biegewerkzeug 13 um einen vorbestimmten Weg δL verfahren, um eine jeweils festgelegte Länge eines zweiten Abschnittes 15 einzustellen. Die Wegstrecke δL entspricht also einer vorbestimmten Länge eines Fang- oder Haltegurten mit pfeilförmiger Gurtanordnung an seinem Rastie- rungsende. Diese Längenmessung über einen Verschiebeweg der überführeinrichtung 17 als Linearförderteil ist sehr präzise und mit marktgängigen Messmitteln sicher beherrschbar. Mit dem
Erreichen des vorbestimmten Maßes δL wird das Gurtband 2 zur Bildung des zweiten Abschnitts 15 durch den Heißschneider 7a abgetrennt. Daraufhin wird das Biege-/ Faltwerkzeug 13 über eine Strecke L an eine übergabe-/übernahmeposition verfahren. Wie in Figur 2c in gepunkteter Linie angedeutet, so wird nun der Greifer 16 der überführeinrichtung 17 an dieser übergabe- /übernahmeposition relativ zu einer Lücke zwischen den Haltern 23 des Biege-/ Faltwerkzeugs 13 positioniert. An einen freien Ende 24 der Führungsschiene 22 vorbei klemmt der Greifer 16 die klemmend fixierte Anordnung aus erstem und zweitem Gurtabschnitt 14, 15 und entnimmt sie senkrecht zu der dargestellten Transportachse bzw. Längsachse der Vorrichtung 1. In der in Figur 2d dargestellten Position verfährt die überführeinrichtung 17 um einen Weg V. Abschließend erfolgt nach weiterem Verfahren der überführeinrichtung 17 senkrecht zur Transportachse eine übergabe der unter Klemmung fixierten Gurtanordnung an einen Nähkopf der Näheinheit 18, während das Biegewerkzeug 13 zugleich wieder in seine Startposition vor den Heißschneider 7a und die Führungsschiene 22 an dem Biegewerkzeug 13 in Ausgangsstellung zurückgefahren werden.
Im Bereich der Näheinheit 18 werden die Abschnitte 14, 15 durch eine Pressvorrichtung zueinander parallel ausgerichtet. Er folgt eine abschließende Fixierung der noch unverbundenen Gurtteile in einem Ausrichtungs- und Zentrierungsschritt und schließlich der Nähvorgang mit entsprechender Stichzahl und Nahtmuster .
Figur 3 stellt ergänzend eine Einzelheit x von Figur 2b in drei Ansichten dar. In der Seitenansicht des freien Endes 24 der Führungsschiene 22 ist erkennbar, dass stirnseitig eine Ausnehmung 25 vorgesehen ist, die in der Schrittfolge von Figur 2a als Umlenkeinrichtung für das Gurtmaterial 2 wirkt. Aber auch an die Stirnseite anschließend ist eine gestuft ram-
penartig verlaufende Ausnehmung 26 vorgesehen, die in den Positionen der Figuren 2b und 2c als Querführung und Niederhalter des Gurtabschnitts 14 in dem Biege-/ Faltwerkzeug 13 wirkt .
Figur 4 stellt ein Zeitdiagramm der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit drei zeitlich überlappenden Teilprozessen A, B und C dar. Vom Start einer Förderung von Gurtmaterial 2 durch den Heißschneider 7a hindurch in das Biege-/ Faltwerkzeug 13 hinein bis zum Rückfahren und Rücksetzen des verfahrbaren Biege-/ Faltwerkzeuges 13 umfasst Teilprozess A insgesamt 14 Teilschritte. Gegenüber dem Nähvorgang in der Näheinheit 18 sind jedoch alle Teilschritte des Teilprozesses A vergleichsweise sehr kurz. Zusammen mit Teilprozess B, dem übernahme Justierung der Gurtanordnung unmittelbar vor dem Vernähen, ist der Teilprozess C mit allen Näharbeiten in Summe T 2 ungefähr so lang, wie Teilprozess A mit seinen 14 Teilschritten über eine Dauer Ti. Zur Produktivitätssteigerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 werden damit Teilprozess A mit einer Vorfertigung und eine Einheit aus den Teilprozesse B und C mit einer Endfertigung zeitlich überlagert gefahren. Dies ist in Figur 4 durch die gestrichelte Linie gegenüber den beiden gepunkteten Teilprozessen über die dargestellten 30 Zeiteinheiten angedeutet.
In Figur 5a ist eine die pfeilförmige Gurtanordnung gemäß Figur 1 exemplarisch als selbsttätig verrastendes Endprodukt dargestellt. An eine Spitze 27 anschließend befindet sich eine Naht 28, die hier eine Anordnung aus Gurtmaterial durchsetzt, die drei Lagen stark ist. Damit ist eine derartige Naht zuverlässig nur mit sog. Schwerlast-Industrienähmaschinen unter Bedingungen mit Parametereinstellungen hinsichtlich einer Nadelkühlung und Stichgeschwindigkeit herstellbar, wie sie dem Fachmann hinlänglich bekannt sind. Von der Spitze 27 her
erstrecken sich aber der Naht 28 zwei freie Rastarme 29, 30, deren Enden durch die Schnittkanten 10, 11 gebildet werden.
Die Abbildungen der Figuren 5b und 5c zeigen die pfeilförmige Gurtanordnung von Figur 1 als Endprodukt mit zwei alternativen Ausführungsformen, die erst in einer Draufsicht erkennbar sind. Vorstehend wurde bereits eine weitere Gestaltungsfreiheit angedeutet, die in diesen Ausführungsformen nun genutzt wird: Die Gurtabschnitte 14 und 15 können aus unterschieden Gurtmaterialen gebildet werden, wobei diese Unterschiedlichkeit auch eine jeweilige Gurtweite umfassen kann. So ist in der Ausführungsform nach Figur 5b das Gurtmaterial des ersten Abschnitts 14 weniger weit, als das des zweiten Abschnitts 15. In der Ausführungsform nach Figur 5c ist die Wahl gerade umgekehrt getroffen worden. Auf eine Darstellung gleicher und gleichweiter Gurtabschnitte wird an dieser Stelle verzichtet.
Zur Verarbeitung z.B. von zwei unterschiedlichen Gurtmaterialien ist in Figur 1 bereits ein zweiter Vorratsbehälter bzw. Massenspeicher 2a angedeutet. Das aus dem zweiten Massenspeicher 3a entnommene Gurtband 2a wird ebenfalls nach einer Qualitätskontrolle der Zuführeinrichtung 5 zugeführt, die nun durch Zufügung einer absenkbaren Gegendruckrolle 6c gegenüber der eingangs beschriebenen Grundform erweitert wurde: Beide Gegendruckrollen 6b und 6c arbeiten mit einer nun entsprechend verbreiterten angetriebenen Rolle 6a zusammen. Eine Auswahl eines jeweils zu fördernden Gurtmaterials erfolgt über eine Ansteuerung zum Anheben der jeweils betreffenden Gegendruckrolle 6b oder 6c. Der nachfolgende Heißschneider 7a weist regelmäßig eine Schnittbreite auf, die jenseits einer kombinierten Weite zweiter Gurtbänder 2, 2a liegt. So kann ohne grundsätzliche Verdoppelung des apparativen Aufwandes in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 im Bereich der Qualitätskontrolle 4, der Zuführeinrichtung 5 und des Heißschneiders 7a auch
mit mehr als einem Gurtband gearbeitet werden. Auch alle nachfolgenden Bereiche bedürfen höchstens einer geringfügigen Anpassung.
Die vorstehenden Variationsmöglichkeiten lassen sich prinzipiell auf jeder der nachfolgenden Ausführungsformen gemäß den Figuren 6a bis 8c ausdehnen. Auch hierzu wird jedoch auf eine detaillierte Darstellung einzelner Kombinationen an dieser Stelle verzichtet.
Die Abbildungen der Figuren 5b und 5c stellen zwei Einsatzfällen der pfeilförmigen Gurtanordnung gemäß den Figuren 1, 2a und 5a - 5c unter einer Zugbelastung in einer Einbaulage in einer Seitenansicht dar. Die Einbaulage beispielsweise eines Halte- oder Fanggurtes für einen Airbag in einem Kraftfahrzeug wird an einer Karosserie 31 durch eine Ausnehmung oder Stanzung 32 gebildet. Durch die Ausnehmung oder Stanzung 32 wird die Spitze 27 der Gurtanordnung 20 eingeführt, die dabei die Funktion einer Einführhilfe erfüllt. In Figur 6a wird eine Zugkraft F nach vollständigem Einführen der Gurtanordnung 20 durch die Ausnehmung 32 auf den Zuggurt bzw. den zweiten Gurtabschnitt 15 ausgeübt. Da im vorliegenden Beispielfall eine Weite d der Ausnehmung 32 nur etwas über dem dreifachen der Dicke der verwendeten Gurtmaterialien liegt, spreizen sich die beiden freien Rastarme 29, 30 unmittelbar noch den Einführen durch die Ausnehmung 32 beide auf und verrasten damit die Gurtanordnung 20 sicher in der Ausnehmung 32. Auch in der dargestellten und unter einem Winkel gegenüber der Flächennormalen bzw. der Mittelachse des Ausnehmung 32 deutlich abweichenden Belastung durch die Zugkraft F stützt sich der Rastarm 29 an einer Karosserie-Innenseite 33 zuverlässig ab. Selbst bei unvollständigem Einführen nach Figur 5c ist eine zuverlässige Lagersicherung und Verrastung gegeben.
Die Abbildungen der Figuren 7a - 7c stellen Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung von Figur 5a mit mehr als zwei Gurtabschnitten dar: In den Figuren 7a und 7b ist der erste Abschnitt 14 verdoppelt ausgeführt. Hierdurch wird die Zahl der freien Rastarme 29, 29a, 30, 30a verdoppelt. In den Figuren 7b und 7c ist der zweite Gurtabschnitt 15 verdoppelt ausgeführt .
Die Figuren 8a bis 8c zeigen Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung von Figur 5a mit zwei Gurtabschnitten 14, 15, wobei dieser Ausführungsformen nahe an die der Figur 7a heranreichen. Die Ausführungsformen der Figuren 8a bis 8c weisen aber die Besonderheit mindestens einer Rundung 34 an einem freien Rastarm 29, 30 auf. Diese Rundung 34 ist in einem Einsatz analog der Darstellungen der Figuren 5b und 5c unter einer Zugbelastung durch Stauchung spreizbar und damit nach einem Einführen durch eine Ausnehmung 32 hindurch unter Last weitbar. Hierdurch wird die Verrastung zusätzlich gesichert.
Figur 9 stellt schließlich eine Abwandlung der pfeilförmigen Gurtanordnung von Figur 5a dar, die nur einen Gurtabschnitt 14 aufweist. Durch mehrfache Biegung des Gurtmaterials 2 wird ein Aufbau erreicht, der dem der Figurδc sehr nahekommt. Auch hier sind an beiden freien Rastarmen 29, 30 Rundung 34 angeordnet. Im Unterschied hierzu ist im Bereich der Naht 27 ist jedoch eine zusätzliche, sehr enge Biegung des Gurtmaterials vorgesehen .
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Abbildungen 7a bis 9 weisen gegenüber der Grundform nach Figur 5a den Unterschied auf, dass sie im Bereich der Naht 27 mehr als drei- lagig sind. So treten in der Ausführungsform nach Figur 7b sechs durchzunähende Lagen Gurtmaterial auf. Entsprechend weit muss auch eine korrespondierende Ausnehmung 32 in einer Karos-
serie 31 sein. Diese Ausführungsformen zeichnen sich jedoch entweder durch Rastarme 29, 30 mit besonderen Eigenschaften in Form der unter Belastung durch Stauchung weitbaren Rundungen 34 und/oder durch mehr als zwei Rastarme 29, 30 aus.
Mit einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung 1 kann eine einzige Bedienperson bis etwa 2000 Gurtanordnungen pro Tag mit 8 Arbeitsstunden fertigen. Da diese Vorrichtung 1 voll automatisierbar ist, kann eine einzige Bedienperson zugleich bis zu 6 derartiger Vorrichtungen 1 parallel überwachen. In dieser Ausbaustufe wäre eine Tagesproduktion in Höhe von etwa 12.000 Gurtanordnungen pro Tag erreichbar. Die Aufgaben der Bedienperson betreffen hierbei insbesondere die Behebung kleinerer Störungen, das Wechseln von Unterfadenspulen in den Näheinheiten 18 oder der Wechsel von Gurtmaterialien und das Tauschen der Wechsel von Sammelbehältern G für gute Produktionsteile.